CN117242414A - 提升件和阀座筒式阀子组件 - Google Patents

提升件和阀座筒式阀子组件 Download PDF

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Abstract

一种阀子组件包括主体插塞、提升件和阀座支架。所述主体插塞包括管状侧壁，所述管状侧壁限定中心腔以及在所述侧壁中的一个或多个横向流动孔隙。所述提升件包括轴向地延伸的上杆部分和下杆部分以及在所述上杆部分与所述下杆部分之间的径向地延伸的提升件密封部分，其中所述下杆部分和所述提升件密封部分收纳在所述主体插塞的所述中心腔中。所述阀座支架与所述主体插塞组装在一起并且包括中心孔，所述中心孔收纳从中穿过的所述提升件的所述上杆部分，所述阀座支架将阀座密封件保持为与所述提升件密封部分径向对准。

Description

提升件和阀座筒式阀子组件
相关申请的交叉引用
本申请要求2021年3月9日提交的名称为POPPET AND SEAT CARTRIDGE VALVESUBASSEMBLY的美国临时专利申请No.63/158,408和2021年4月27日提交的名称为POPPET-STYLE VALVE ARRANGEMENTS的美国临时专利申请No.63/180,166的优先权和所有权益，该等美国临时专利申请的全部公开内容均以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明涉及流体流动和递送装置和方法，并且更具体地，涉及用于控制流体流动和递送的提升阀。
背景技术
众所周知，提升式阀用作气态和液态流体递送、流量控制和压力控制的流量控制机构。提升阀布置包括可轴向地移动的杆，所述可轴向地移动的杆具有密封部分(例如，加大的圆盘、渐缩的端部)，所述密封部分在杆处于关闭位置时抵靠阀通路中的环状阀座进行密封并且在杆处于打开位置时与阀座轴向地分离，以准许流体流过阀通路。许多不同类型的流体控制装置利用提升阀机构，包括例如隔膜阀、波纹管阀和压力调节器。
发明内容
根据本公开的一个示例性实施方案，一种阀子组件包括主体插塞、提升件和阀座支架。所述主体插塞包括管状侧壁，所述管状侧壁限定中心腔以及在所述侧壁中的一个或多个横向流动孔隙。所述提升件包括轴向地延伸的上杆部分和下杆部分以及在所述上杆部分与所述下杆部分之间的径向地延伸的提升件密封部分，其中所述下杆部分和所述提升件密封部分收纳在所述主体插塞的所述中心腔中。所述阀座支架与所述主体插塞组装在一起并且包括中心孔，所述中心孔收纳从中穿过的所述提升件的所述上杆部分，所述阀座支架将阀座密封件保持为与所述提升件密封部分径向对准。
根据本公开的另一个示例性实施方案，一种压力调节器包括阀主体壳体、阀子组件、加载机构和感测元件。所述阀主体壳体包括安置在第一端部孔口与第二端部孔口之间的中心孔。所述阀子组件包括主体插塞、提升件和阀座支架。所述主体插塞包括管状侧壁，所述管状侧壁限定中心腔以及在所述侧壁中的一个或多个横向流动孔隙。所述主体插塞安装在所述阀主体的所述中心孔中，使得所述一个或多个横向流动孔隙中的至少一者与所述第一端部孔口流体连通。所述提升件包括轴向地延伸的上杆部分和下杆部分以及在所述上杆部分与所述下杆部分之间的径向地延伸的提升件密封部分，其中所述下杆部分和所述提升件密封部分收纳在所述主体插塞的所述中心腔中。所述阀座支架与所述主体插塞组装在一起并且包括中心孔，所述中心孔收纳从中穿过的所述提升件的所述上杆部分，所述阀座支架将阀座密封件保持为与所述提升件密封部分径向对准。所述加载机构与所述阀主体壳体组装在一起并且可操作以对所述提升件施加设定的负载力以使所述提升件向下移动。所述感测元件安置在所述加载机构与所述提升件之间以将所述负载力从所述加载机构传递到所述提升件，其中当所述第一端部孔口和所述第二端部孔口中的一者内的流体压力超过对应于所述设定的负载力的压力设定时，所述感测元件可抵抗所述设定的负载力移动以准许所述提升件向上移动。
根据本公开的另一个示例性实施方案，设想到一种更换调节器阀组件中的提升件和阀座密封件的方法。在所述示例性方法中，提供一种调节器阀组件，所述调节器阀组件包括阀主体和阀芯子组件，所述阀主体具有限定中心孔的阀主体壳体，所述阀芯子组件包括主体插塞和阀座支架，所述主体插塞和所述阀座支架组装在一起以将所述提升件和阀座密封件保持在其间，其中所述主体插塞安装在所述中心孔中。通过以下步骤将所述阀芯子组件从所述阀主体移除：将所述主体插塞从所述阀主体壳体拆下，由此将所述主体插塞、所述阀座支架、所述提升件和所述阀座密封件从所述中心孔中取出。将替换的阀芯子组件与所述调节器阀主体组装在一起以将新的提升件和阀座密封件安装在所述阀主体壳体孔中。
附图说明
图1是根据本公开的一个示例性实施方案的提升型阀组件的横截面示意图；
图2是根据本公开的另一个示例性实施方案的压力调节器阀组件的横截面图；
图2A是图2的压力调节器阀组件的分解透视图；
图3是图2的压力调节器阀组件的阀芯子组件的横截面图；
图4是根据本公开的另一个示例性实施方案的压力调节器阀组件的横截面图；
图4A是图4的压力调节器阀组件的分解透视图；以及
图5是图4的压力调节器阀组件的阀芯子组件的横截面图。
具体实施方式
本具体实施方式仅描述了示例性实施方案，并且不意欲以任何方式限制权利要求书的范围。实际上，所要求保护的本发明比示例性实施方案更宽泛且不受其限制，并且权利要求书中使用的术语具有其完整的普通含义。例如，虽然本文所述的具体实施方案涉及减压调节器阀布置，但是本申请的特征可另外地或替代地应用于其他类型的阀，包括例如背压调节器阀布置、截止阀、止回阀和卸压阀。如本文所用的术语“提升阀”和“提升型阀”意欲宽泛地包括具有杆的任何阀，所述杆支承通过杆的纵向移动而变成与环状阀座密封接合的密封构件。除了气密或液密密封之外，术语“密封”和“密封接合”意欲包括由于密封表面与座置表面之间的接触造成的流量减少的情况。
虽然本发明的各个创造性方面、概念和特征可在本文中被描述和示出为在示例性实施方案中以组合体现，但是这些各个方面、概念和特征可在许多替代实施方案中单独地或以各种组合及其子组合使用。除非本文明确地排除，否则所有此类组合和子组合都意欲落入本发明的范围内。此外，虽然在本文中可能描述了关于本发明的各个方面、概念和特征的各个替代实施方案(诸如替代材料、结构、配置、方法、电路、装置和部件、软件、硬件、控制逻辑、关于形式、装配和功能的替代方案等)，但是这种描述不意欲为可用的替代实施方案(无论是当前已知的还是以后开发的)的完整或详尽列举。本领域技术人员可在本发明的范围内容易地将创造性方面、概念或特征中的一者或多者纳入额外实施方案和用途中，即使本文未明确地公开此类实施方案。另外，尽管本发明的一些特征、概念或方面在本文中可能被描述为优选布置或方法，但是这种描述不意欲暗示此类特征是必需的或必要的，除非明确地如此说明。此外，可包括示例性或代表性值和范围以有助于理解本公开，然而，此类值和范围不应以限制性意义解释，而是只有在明确地说明的情况下才意欲为临界值或范围。除非另有明确说明，否则被标识为“近似”或“约”某一指定值的参数意欲包括指定值、与指定值相差在5％以内的值以及与指定值相差在10％以内的值。另外，应理解，本申请的附图可能但不必按比例绘制，并且因此可被理解为教导附图中显而易见的各种比率和比例。此外，尽管各个方面、特征和概念可在本文中被明确地标识为是有创造性的或形成本发明的一部分，但是这种标识不意欲为排他性的，而是可能存在本文全面地描述但没有明确地如此标识或标识为具体发明的部分的创造性方面、概念和特征，本发明改为在所附权利要求书中进行阐述。示例性方法或过程的描述不限于包括在所有情况下都需要的所有步骤，步骤的呈现次序也不应被解读为是必需的或必要的，除非明确地如此说明。
参考图1，在示意性地示出的示例性实施方案中，提升型阀组件10包括阀主体20和环状阀座30，所述阀主体限定了在入口孔口21与出口孔口23之间的阀通路22，所述环状阀座围绕阀通路的轴向地延伸的中心部分24延伸。提升件40与阀主体20组装在一起并且包括轴向地延伸的提升杆41和径向地延伸的提升件密封部分42。致动器50与提升杆41组装在一起以控制提升件40在关闭位置与打开位置之间的轴向移动，在关闭位置，提升件密封部分42抵靠阀座30进行密封(例如，以阻止流量超过可允许泄漏率)，在打开位置，提升件密封部分与阀座轴向地分离以准许流体流过阀通路22的轴向地延伸的部分24。致动器50可以是用户可操作的(例如，手动地、气动地或电动地)以用于选择性地移动提升件40。替代地，致动器50可被配置为在某些预定系统条件下自动地移动提升件或准许提升件移动。例如，致动器布置可被配置为引起或准许提升件40在阈值系统流体压力下自动地移动，例如以从系统释放过多的流体压力(在卸压阀的情况下)，阻止回流(在止回阀的情况下)，或者减小出口压力(在压力调节器的情况下)。标题为PRESSURE REGULATORS RHPS SERIES(MS-02-430,Rev K,2020年5月)的产品目录中公开了具有提升型阀布置的压力调节器的示例，该产品目录可公开在线获得以及以其他方式从Swagelok公司获得，并且以引用方式完全地并入本文。
阀(诸如调节器阀)的阀座和提升件密封表面通常对污染敏感并且易于磨损，特别是在高循环应用中。根据本公开的示例性方面，阀可具有提升件和阀座子组件，便于更换提升件和阀座密封件，同时防止提升件和阀座密封表面被用户接触。
图2和图2A示出了示例性减压调节器阀组件100，所述减压调节器阀组件包括：调节器阀主体110，所述调节器阀主体限定了在第一端部(例如入口)孔口111与第二端部(例如出口)孔口113之间的阀通路112；以及环状阀座密封件135，所述环状阀座密封件安置在所述入口孔口与所述出口孔口之间的阀主体中。提升件140与阀主体110组装在一起并且包括轴向地延伸的上杆部分141和下杆部分143以及在所述上杆部分与所述下杆部分之间的径向地延伸的提升件密封部分142。提升件140可在下部打开位置与上部关闭位置之间轴向地移动，在所述下部打开位置，提升件密封部分与阀座密封件135轴向地间隔开，在所述上部关闭位置，所述提升件密封部分与阀座密封件密封接合。
根据本公开的一个示例性方面，调节器阀组件100包括阀芯子组件101(如也示出于图3中)，所述阀芯子组件被配置为便于移除和更换提升件140和阀座密封件135，例如，以更换磨损或损坏的密封表面。在所示示例中，子组件101包括：主体插塞120，所述主体插塞具有管状侧壁121，所述管状侧壁限定了中心腔122，所述中心腔收纳提升件140的密封部分142和下杆部分143；以及阀座密封件保持阀座支架130，所述阀座密封件保持阀座支架在提升件140上面与主体插塞组装在一起以将提升件和阀座密封件135保持在一起作为可更换的阀芯子组件。
阀座支架130包括带外螺纹的下端部分134，所述下端部分与主体插塞120的带内螺纹的上端部分124螺纹连接，其中阀座支架的下端部分接合主体插塞腔122中的上部埋头孔122-1，并且提升件140的上杆部分141延伸到阀座支架的中心孔131中。阀座密封件135通过阀座支架130的下端部分134(例如，被钉到下端部分中、与下端部分成一体)固定或保持为与提升件密封部分142径向对准，用于在提升件140处于关闭位置时与提升件密封部分接合。
主体插塞120被配置为安装在主体壳体115中的中心孔114中以形成阀主体110。示例性主体插塞120包括在侧壁121中的被定位成与阀主体入口孔口111对准的一个或多个横向孔隙123，并且示例性阀座支架130包括被定位成与阀主体出口孔口113对准的一个或多个横向孔隙133，以允许流体流从入口孔口流入主体插塞腔122中，并且在提升件密封部分142与阀座密封件135之间流动以在提升件140处于打开位置时流到出口。孔隙123、133可分别围绕主体插塞120和阀座支架130沿周向间隔开，例如，以确保入口孔口111和出口孔口113与孔隙123、133中的至少一者至少部分地对准，不管主体插塞120和阀座支架130在阀主体壳体115中处于何种旋转位置。另外，主体插塞120可具有环状凹口123-1，所述环状凹口与主体插塞孔隙123相交，例如，以在主体插塞孔隙与入口孔口111之间提供流体流动路径，不管主体插塞孔隙与入口孔口是否有任何未对准。阀座支架孔131可具有渐缩的内表面131-1，例如，以便于流过阀座支架孔的气体膨胀。
O型环/垫圈密封件127(和支承环，未图示)设置于主体插塞120中的凹槽126中以在入口孔口111与中心孔114的下端之间并且在入口孔口与出口孔口113之间提供气密主体密封。一个或多个O型环/垫圈密封件137(和支承环，未图示)可设置于阀座支架130中的凹槽136中以在出口孔口113与加载机构150(下文更详细地描述)之间提供气密密封。
可提供许多不同的布置来用于将主体插塞120稳固地安装在主体壳体115中。例如，主体插塞120的带外螺纹的部分128可与中心孔114的带内螺纹的部分118螺纹连接。如图2A的分解透视图中所示，主体插塞120的端部部分可具有平坦表面120-1以通过工具(例如，扭矩扳手)接合和上紧。另外地或替代地，主体插塞120的端部部分可具有其他工具接合特征，诸如用于与插头扳手接合的孔120-2。
因此，在更换调节器阀组件100中的提升件140和阀座密封件135(例如，为了更换磨损/损坏的密封表面)的示例性方法中，通过以下步骤将阀芯子组件101(包括主体插塞120和阀座支架130，所述主体插塞与阀座支架组装在一起以将提升件140和阀座密封件135保持在其间)从调节器阀主体110移除：将主体插塞从调节器阀主体壳体115拆下(例如，旋松)，由此将主体插塞、阀座支架、提升件和阀座密封件从调节器阀主体壳体的中心孔114中取出。接着将替换的阀芯子组件与调节器阀主体组装在一起以将新的提升件140和阀座密封件135安装在调节器阀主体孔114中，所述替换阀芯子组件可(但无需)与被移除的阀芯子组件基本上相同。
在其他实施方案中，阀芯子组件可包括主体插塞，所述主体插塞与阀主体通过螺栓连接布置来固定在一起，例如，以减少在组装/拆卸期间需要的安装扭矩。图4和图4A示出了示例性减压调节器阀组件200，所述减压调节器阀组件包括：调节器阀主体210，所述调节器阀主体限定了在第一端部(例如入口)孔口211与第二端部(例如出口)孔口213之间的阀通路212；以及环状阀座密封件235，所述环状阀座密封件安置在所述入口端口与所述出口端口之间的阀主体中。提升件240与阀主体210组装在一起并且包括轴向地延伸的上杆部分241和下杆部分243以及在所述上杆部分与所述下杆部分之间的径向地延伸的提升件密封部分242。提升件240可在下部打开位置与上部关闭位置之间轴向地移动，在所述下部打开位置，提升件密封部分与阀座密封件235轴向间隔开，在所述上部关闭位置，所述提升件密封部分与阀座密封件密封接合。
调节器阀组件200包括阀芯子组件201(如也示出于图5中)，所述阀芯子组件被配置为便于移除和更换提升件240和阀座密封件235，例如，以更换磨损或损坏的密封表面。在所示示例中，子组件201包括：主体插塞220，所述主体插塞具有管状侧壁221，所述管状侧壁限定了中心腔222，所述中心腔收纳提升件240的密封部分242和下杆部分243；以及阀座密封件保持阀座支架230，所述阀座密封件保持阀座支架在提升件240上面与主体插塞组装在一起以将提升件和阀座密封件235保持在一起作为可更换的芯子组件201。
阀座支架230包括带外螺纹的下端部分234，所述下端部分与主体插塞220的带内螺纹的上端部分224螺纹连接。在所示实施方案中，阀座支架230具有延伸部或密封盖232，所述延伸部或密封盖坐置于阀座支架的下端部分上，并且接合主体插塞腔222中的第一上部埋头孔222-1。通过将阀座支架提供为两部件配置，可更容易制造阀座支架的表面特征(例如，下文描述的渐缩内表面231-1)。提升件240的上杆部分241延伸到阀座支架230的中心孔231中。虽然阀座密封件可与阀座支架或阀座支架密封盖钉在一起，但是在所示实施方案中，阀座密封件235被提供为单独的密封环，固定在阀座支架密封盖232与主体插塞腔中的第二上部埋头孔222-4之间，用于在提升件240处于关闭位置时与提升件密封部分接合。如所示，阀座密封件235可具有凹槽，所述凹槽保持垫圈/O型环密封件以与阀座支架密封盖232和第二上部埋头孔222-4成密封接合。
虽然可使用许多不同类型的密封环，但在所示实施方案中，密封环235可被提供为包覆成型、上覆或以其他方式互锁的环状较软材料(例如，具有小于约100HRM的硬度)密封环，所述密封环固定到或保持在(例如，按压配合、组装在、射出成型或包覆成型到、或3D打印到)较硬(例如，大于约80HRB的硬度)内周向肋、凸缘、轨或突出到阀通路的中心部分中的其他此类突出部上。刚性下伏突出部允许使用相对较薄(例如，在约0.05英寸与约0.10英寸之间)的密封环，由此最小化较软密封环材料的热膨胀、材料流动和变形，同时提供刚性支撑以便于在较高压力(例如，多达约6000ps i)应用中使用。可使用任何合适的材料来在阀内提供足够的密封性能。例如，密封环可由合适的塑料(例如，PEEK)提供，并且密封环保持突出部可由金属(例如，不锈钢)提供。垫圈/O型环密封件可由合适的弹性体(例如，三元乙丙橡胶(EPDM)、全氟弹性体或腈)形成。具有互锁密封部分的示例性阀座密封环描述于名称为POPPET-STYLE VALVE ARRANGEMENTS的共同申请的美国临时专利申请No.63/180,166号中，该专利申请的全部公开内容通过引用并入本文中。
主体插塞220被配置为安装在主体壳体215中的中心孔214中以形成阀主体210。示例性主体插塞220包括在侧壁221中的被定位成与阀主体入口孔口211对准的一个或多个横向孔隙223，并且示例性阀座支架230包括被定位成与阀主体出口孔口213对准的一个或多个横向孔隙233，以允许流体流从入口孔口211流入主体插塞腔222中，并且在提升件密封部分242与阀座密封件235之间流动以在提升件240处于打开位置时流到出口213。孔隙223、233可分别围绕主体插塞220和阀座支架230沿周向间隔开，例如，以确保入口孔口211和出口孔口213与孔隙223、233中的至少一者至少部分地对准，不管主体插塞220和阀座支架230在阀主体壳体215中处于何种旋转位置。另外，主体插塞220可具有环状凹口223-1，所述环状凹口与主体插塞孔隙223相交，例如，以在主体插塞孔隙与入口孔口211之间提供流体流动路径，不管主体插塞孔隙与入口孔口是否有任何未对准。
O型环/垫圈密封件(例如，垫圈和支承环)227设置于主体插塞220中的凹槽226中以在入口孔口211与中心孔214的下端之间并且在入口孔口与出口孔口213之间提供气密主体密封。一个或多个O型环/垫圈密封件(例如，具有支承环)237可设置于阀座支架230中的凹槽236中以在出口孔口213与加载机构250(下文更详细地描述)之间提供气密密封。
可提供许多不同的布置来用于将主体插塞220稳固地安装在主体壳体215中。在所示实施方案中，例如通过安装螺栓205将安装板225固定到主体插塞220的下端，以在管状侧壁221轴向插入到主体壳体孔214中时将主体插塞固定到主体壳体215。在其他实施方案中，安装板可与主体插塞一体形成、焊接到主体插塞或以其他方式附着到主体插塞。如图4A所示，安装板225包括一圈安装孔225-1，所述安装孔与主体壳体安装孔215-1对准以收纳安装螺栓207，从而在主体插塞220插入到主体壳体孔214中时将所述主体插塞固定到阀主体壳体215。安装孔225-1可围绕安装板225等距间隔开以允许安装板以多个取向附接到阀主体壳体215。替代地，安装板和主体壳体安装孔225-1、215-1可被布置为确保以单个取向安装。
在更换调节器阀组件200中的提升件240和阀座密封件235(例如，为了更换磨损/损坏的密封表面)的示例性方法中，通过以下步骤将阀芯子组件201(包括主体插塞220和阀座支架230，所述主体插塞与阀座支架被组装在一起以将提升件240和阀座密封件235保持在其间)从调节器阀主体210移除：将安装螺栓207从安装板和主体壳体安装孔225-1、215-1移除并且将主体插塞、阀座支架、提升件和阀座密封件从调节器阀主体壳体215的中心孔214中取出。接着通过将主体插塞220的管状端部部分221沿轴向插入主体壳体孔214中将替换的阀芯子组件201与调节器阀主体壳体215组装在一起，所述替换阀芯子组件可(但无需)与被移除的阀芯子组件基本上相同。如所示，阀座支架230和主体插塞220的上部或前端部部分可具有渐缩或倒角表面230-1、230-2、221-1，例如，以便于阀座支架与主体插塞的对准和插入。接着通过穿过安装板225和主体壳体215中的对准的安装孔225-1、215-1安装的安装螺栓207固定主体插塞220，以将新的提升件240和阀座密封件235固定在调节器阀主体孔214中。
调节器阀组件可包括感测元件(例如，隔膜、活塞)，在所述感测元件上，流体压力(例如，减压调节器的出口孔口中的加压流体)可抵抗加载机构(例如，偏置弹簧、加压“圆顶”腔室)施加的载荷力，从而在流体压力超过压力设定时移动感测机构，因此移动提升件。虽然提升件和阀座阀芯子组件中的提升件可延伸超过阀座支架以与外部感测元件接合，但是在所示实施方案中，活塞感测元件180、280与阀座支架130、230的中心孔131、231组装在一起、堆叠在提升件140、240的上杆部分141、241上方。一个或多个O型环/垫圈密封件(例如，具有支承环)187、287可设置于活塞180、280中的凹槽186、286中以密封阀座支架孔131、231，从而在出口孔口113、213与加载机构150、250之间提供气密密封。活塞180、280可具有肩部部分188、288，所述肩部部分接合阀座支架130、230中的埋头孔138、238以将活塞180、280与阀芯子组件101、201保持在一起。
加载机构(例如，流体加压腔室或圆顶加载机构150、250，如所示)通过活塞180、280对提升件140、240施加向下的力，以将提升件朝向打开位置偏置。出口孔口113、213与活塞180、280流体连通，使得出口孔口中的加压流体对活塞施加向上的力。在这种布置中，当出口孔口压力超过设定压力时，对活塞180、280施加的向上流体压力超过向下的加载机构力，使活塞向上移动，由此允许提升件140、240移动到关闭位置。
如所示，提升件140、240可具有从提升件的下杆部分143、243延伸到在阀座密封件135、235下游(即，上方)的提升件的上部部分的内部通路145、245，其中垫圈密封件147、247(在凹槽146、246中)在提升件的下杆部分与主体插塞腔122、222的较窄基部部分122-2、222-2之间提供密封，使得在提升件140、240处于关闭位置时，提升件所受的入口或上游流体压力被出口或下游流体压力抵消。这种布置可被称为平衡提升件设计，这可例如用于减少阀座载荷，例如，以减少阀座的磨损/变形。在这种布置中，提升件弹簧148、248可设置于主体插塞腔122、222中，被压缩在下部埋头孔122-3、222-3与提升件140、240之间(例如，在肩部144、244处)以对提升件提供一致的关闭/密封力，这与系统流体压力无关。
为了组装图2、图2A和图3的示例性阀子组件101，提升件140和提升件弹簧148插入主体插塞120的中心腔122中，其中提升件的下杆部分143收纳在主体插塞腔122的较窄基座部分122-2中，并且提升件弹簧接合主体插塞腔的下部埋头孔122-3。活塞180从底端穿过阀座支架130的中心孔131安装，其中活塞的下部肩部部分188接合阀座支架中的埋头孔138。阀座支架130和被钉上的阀座密封件135与主体插塞120螺纹地组装在一起，其中阀座支架的下端部分134接合主体插塞腔122中的上部埋头孔122-1。
为了组装图4、图4A和图5的示例性阀子组件201，提升件240和提升件弹簧248(使用保持环249与提升件240固定在一起)插入到主体插塞220的中心腔222中，其中提升件的下杆部分243收纳在主体插塞腔222的较窄基座部分222-2中，并且提升件弹簧接合主体插塞腔的下部埋头孔222-3。活塞280从底端穿过阀座支架230的中心孔231安装，其中活塞的下部肩部部分288接合阀座支架中的埋头孔238。阀座密封件组件235和阀座支架密封盖232插入主体插塞埋头孔222-4、222-1中，并且阀座支架230与主体插塞220螺纹地组装在一起，使得阀座密封件组件密封地固定在阀座支架延伸部与第二上部主体插塞埋头孔222-4之间。
可利用许多不同类型的加载机构以对感测元件施加所选的向下偏置力。在所示示例中，活塞感测圆顶加载布置150、250包括：上部和下部圆顶壳体壳层构件151-1、251-1、151-2、251-2(例如通过螺栓102、202固定在一起)，所述圆顶壳体壳层构件与阀主体壳体115、215组装在一起(例如，通过安装螺钉103、203)以限定圆顶腔室152、252；以及圆顶加载隔膜159、259，所述圆顶加载隔膜具有被捕获在上部壳层构件与下部壳层构件之间的外周边，其中隔膜螺钉154、254穿过圆顶加载隔膜中的中心开口安装并且被定位成接合活塞180、280的上端部分186、286。在所示示例中，支撑板155-1、255-1、155-2、255-2通过螺母156、256固定到圆顶加载隔膜159、259上方和下方的隔膜螺钉154、254，以对隔膜提供额外支撑。上部圆顶壳体壳层构件151-1、251-1包括用于将处于设定压力的加压流体(例如，来自二次压力调节器)供应到圆顶腔室152、252的加压孔口153、254(例如，由焊接的端盖151-3、251-3限定)，以对圆顶加载隔膜159、259施加对应的负荷力，从而使隔膜螺钉154、254抵抗活塞180、280移动。在另一个示例性实施方案中，致动器布置可包括压缩弹簧，所述压缩弹簧对隔膜施加向下偏置力(直接地或间接地)。在一个此类实施方案中，弹簧的压缩可以是可调的以增加或减小弹簧施加的向下偏置力。例如，接合弹簧的上端的弹簧引导件可降低或升高(例如，通过可旋转旋钮或手柄)以增加或减小弹簧的压缩。示例性圆顶加压和弹簧加载布置描述于上文并入的PRESSURE REGULA TORS RHPS SERIES目录中。还可以使用其他类型的感测机构来代替示例性活塞，诸如在阀子组件外部的隔膜元件或活塞元件，如上文并入的PRESSURE REGULATORS RHPS SERIES目录中所描述。
已经参考示例性实施方案描述了创造性方面。他人在阅读和理解本说明书后将想到修改和改动。意欲包括所有此类修改和改动，只要它们在所附权利要求或其等效形式的范围内。

Claims (49)

1.一种阀子组件，所述阀子组件包括：
主体插塞，所述主体插塞包括管状侧壁，所述管状侧壁限定中心腔以及在所述侧壁中的一个或多个横向流动孔隙；
提升件，所述提升件包括轴向地延伸的上杆部分和下杆部分以及在所述上杆部分与所述下杆部分之间的径向地延伸的提升件密封部分，其中所述下杆部分和所述提升件密封部分收纳在所述主体插塞的所述中心腔中；以及
阀座支架，所述阀座支架与所述主体插塞组装在一起并且包括中心孔，所述中心孔收纳从中穿过的所述提升件的所述上杆部分，所述阀座支架将阀座密封件保持为与所述提升件密封部分径向对准。
2.如权利要求1所述的阀子组件，其中所述阀座支架与所述主体插塞螺纹地组装在一起。
3.如权利要求1和2中任一项所述的阀子组件，其中所述阀座支架包括一个或多个横向流动孔隙。
4.如权利要求1至3中任一项所述的阀子组件，其中所述阀座密封件被钉到所述阀座支架的下端部分中。
5.如权利要求1-4中任一项所述的阀子组件，所述阀子组件还包括提升件弹簧，所述提升件弹簧安置在所述主体插塞的所述中心腔中，所述提升件弹簧对所述提升件施加向上偏置力，以便与所述阀座密封件密封接合。
6.如权利要求1-5中任一项所述的阀子组件，所述阀子组件还包括活塞，所述活塞与所述阀座支架的所述中心孔组装在一起并且包括接合所述提升件的所述上杆部分的下端部分以及延伸到所述阀座支架上方的上端部分。
7.如权利要求6所述的阀子组件，其中所述活塞包括肩部部分，所述肩部部分接合所述阀座支架的所述中心孔中的埋头孔以将所述活塞与所述阀座支架保持在一起。
8.一种阀，所述阀包括：
阀主体壳体，所述阀主体壳体包括安置在第一端部孔口与第二端部孔口之间的中心孔；
如权利要求1-7中任一项所述的阀子组件，其中所述主体插塞安装在阀主体的所述中心孔中，使得所述一个或多个横向流动孔隙中的至少一者与所述第一端部孔口流体连通。
9.如权利要求8所述的阀，其中所述主体插塞与所述阀主体壳体的所述中心孔螺纹地组装在一起。
10.如权利要求8和9中任一项所述的阀，其中所述主体插塞包括紧固到所述阀主体壳体的端部凸缘。
11.一种压力调节器，所述压力调节器包括：
阀主体壳体，所述阀主体壳体包括安置在第一端部孔口与第二端部孔口之间的中心孔；阀子组件，所述阀子组件包括：
主体插塞，所述主体插塞包括管状侧壁，所述管状侧壁限定中心腔以及在所述侧壁中的一个或多个横向流动孔隙，其中所述主体插塞安装在阀主体的所述中心孔中，使得所述一个或多个横向流动孔隙中的至少一者与所述第一端部孔口流体连通；
提升件，所述提升件包括轴向地延伸的上杆部分和下杆部分以及在所述上杆部分与所述下杆部分之间的径向地延伸的提升件密封部分，其中所述下杆部分和所述提升件密封部分收纳在所述主体插塞的所述中心腔中；以及
阀座支架，所述阀座支架与所述主体插塞组装在一起并且包括中心孔，所述中心孔收纳从中穿过的所述提升件的所述上杆部分，所述阀座支架将阀座密封件保持为与所述提升件密封部分径向对准；
加载机构，所述加载机构与所述阀主体壳体组装在一起并且可操作以对所述提升件施加设定的负载力以使所述提升件向下移动；以及
感测元件，所述感测元件安置在所述加载机构与所述提升件之间以将所述负载力从所述加载机构传递到所述提升件，其中当所述第一端部孔口和所述第二端部孔口中的一者内的流体压力超过对应于所述设定的负载力的压力设定时，所述感测元件能够抵抗所述设定的负载力移动以准许所述提升件向上移动。
12.如权利要求11所述的压力调节器，其中所述阀座支架与所述主体插塞螺纹地组装在一起。
13.如权利要求11和12中任一项所述的压力调节器，其中所述阀座支架包括一个或多个横向流动孔隙。
14.如权利要求11-13中任一项所述的压力调节器，其中所述阀座密封件被钉到所述阀座支架的下端部分中。
15.如权利要求11-14中任一项所述的压力调节器，所述压力调节器还包括提升件弹簧，所述提升件弹簧安置在所述主体插塞的所述中心腔中，所述提升件弹簧对所述提升件施加向上偏置力，以便与所述阀座密封件密封接合。
16.如权利要求11-15中任一项所述的压力调节器，其中所述感测元件包括活塞，所述活塞与所述阀座支架的所述中心孔组装在一起并且包括接合所述提升件的所述上杆部分的下端部分以及延伸到所述阀座支架上方的上端部分。
17.如权利要求16所述的压力调节器，其中所述活塞包括肩部部分，所述肩部部分接合所述阀座支架的所述中心孔中的埋头孔以将所述活塞与所述阀座支架保持在一起。
18.如权利要求11-17中任一项所述的压力调节器，其中所述主体插塞与所述阀主体壳体的所述中心孔螺纹地组装在一起。
19.如权利要求11-18中任一项所述的压力调节器，其中所述主体插塞包括紧固到所述阀主体壳体的端部凸缘。
20.一种更换调节器阀组件中的提升件和阀座密封件的方法，所述方法包括：
提供调节器阀组件，所述调节器阀组件包括阀主体和阀芯子组件，所述阀主体具有限定中心孔的阀主体壳体，所述阀芯子组件包括主体插塞和阀座支架，所述主体插塞和所述阀座支架组装在一起以将所述提升件和阀座密封件保持在其间，所述主体插塞安装在所述中心孔中；
通过以下步骤来将所述阀芯子组件从所述阀主体移除：将所述主体插塞从所述阀主体壳体拆下，由此将所述主体插塞、所述阀座支架、所述提升件和所述阀座密封件从所述中心孔中取出；以及
将替换的阀芯子组件与所述调节器阀主体组装在一起以将新的提升件和阀座密封件安装在所述阀主体壳体孔中。
21.如权利要求20所述的方法，其中所述主体插塞包括带外螺纹的外部部分，并且所述中心孔包括带内螺纹的部分，其中将所述主体插塞从所述阀主体壳体拆下包括将所述主体插塞从所述中心孔旋松。
22.如权利要求20所述的方法，其中所述主体插塞包括从所述主体插塞的端部部分延伸的安装板，其中将所述主体插塞从所述阀主体壳体拆下包括移除将所述安装板固定到所述阀主体壳体的安装螺栓。
23.一种用于阀的阀座支架子组件，所述阀座支架子组件包括：
环状阀座支架主体，所述环状阀座支架主体包括径向地延伸到中心通路中的环状突出部；以及
环状塑料密封环，所述环状塑料密封环包覆成型到所述环状突出部上，所述环状塑料密封环限定阀座密封件。
24.如权利要求23所述的阀座支架子组件，其中所述突出部在周向上是连续的。
25.如权利要求23和24中任一项所述的阀座支架子组件，其中所述突出部具有轨形横截面，包括较窄的颈部部分和加大的头部部分。
26.如权利要求23-25中任一项所述的阀座支架子组件，其中所述突出部包含不锈钢。
27.如权利要求23-26中任一项所述的阀座支架子组件，其中所述密封环包含聚醚醚酮(PEEK)。
28.如权利要求23-27中任一项所述的阀座支架子组件，其中所述突出部具有大约80HRB的最小硬度。
29.如权利要求23-28中任一项所述的阀座支架子组件，其中所述密封环具有大约100HRM的最大硬度。
30.如权利要求23-29中任一项所述的阀座支架子组件，其中所述阀座密封件面向所述阀座支架主体的第一侧。
31.如权利要求30所述的阀座支架子组件，所述阀座支架子组件还包括安置在阀座支架主体的所述第一侧中的环状沟槽中的面密封O型环。
32.如权利要求30和31中任一项所述的阀座支架子组件，所述阀座支架子组件还包括安置在所述阀座支架主体的与所述第一侧相对的第二侧中的环状沟槽中的面密封O型环。
33.一种阀组件，所述阀组件包括：
阀主体，所述阀主体限定在入口孔口与出口孔口之间的流动路径；
环状密封环，所述环状密封环包围在所述入口孔口与所述出口孔口之间的所述流动路径的轴向地延伸的部分，所述密封环与径向地延伸到所述流动路径中的突出部互锁；以及
提升件，所述提升件与所述阀主体组装在一起并且可在关闭位置与打开位置之间轴向地移动，在所述关闭位置，所述提升件的径向地延伸的密封表面抵靠所述密封环的阀座密封表面进行密封以阻止流体流过所述流动路径的纵向地延伸的部分，在所述打开位置，所述提升件密封表面与所述密封环轴向地分离以准许流体流过所述流动路径的所述轴向地延伸的部分。
34.如权利要求33所述的阀组件，其中所述突出部与所述阀主体成一体。
35.如权利要求33所述的阀组件，所述阀组件还包括阀座支架子组件，所述阀座支架子组件保持在所述阀主体的埋头孔部分中，所述阀座支架子组件包括所述密封环和限定所述突出部的环状阀座支架主体。
36.如权利要求35所述的阀组件，其中所述阀座支架子组件包括如权利要求23-32中任一项所述的阀座支架子组件。
37.一种用于阀的阀座支架子组件，所述阀座支架子组件包括：
第一环形部件和第二环形部件，所述第一环形部件和所述第二环形部件组装在O型环密封件上；
其中所述O型环密封件的一部分暴露于所述第一环形部件和所述第二环形部件的内边缘部分之间的内径间隙中以限定阀座密封件。
38.如权利要求37所述的阀座支架子组件，其中所述第一环形部件和所述第二环形部件可轴向地压缩在所述O型环密封件上以挤压所述O型环密封件的阀座密封部分穿过在所述第一环形部件与所述第二环形部件之间的所述内径间隙。
39.如权利要求37和38中任一项所述的阀座支架子组件，其中所述第一环形部件包括限定内埋头孔的径向地向内延伸的凸缘和限定外埋头孔的轴向地向上延伸的凸缘，并且所述第二环形部件包括坐置在所述第一环形部件的所述外埋头孔中的外周边部分以及轴向地向下延伸的凸缘，所述轴向地向下延伸的凸缘朝所述第一环形部件的所述径向地向内延伸的凸缘延伸以限定用于所述O型环密封件的环状腔和所述内径间隙。
40.如权利要求37-39中任一项所述的阀座支架子组件，其中所述阀座密封件面向阀座支架主体的第一侧。
41.如权利要求40所述的阀座支架子组件，所述阀座支架子组件还包括安置在阀座支架主体的所述第一侧中的环状沟槽中的面密封O型环。
42.如权利要求40和41中任一项所述的阀座支架子组件，所述阀座支架子组件还包括安置在所述阀座支架主体的与所述第一侧相对的第二侧中的环状沟槽中的面密封O型环。
43.一种阀组件，所述阀组件包括：
阀主体，所述阀主体包括：
主体壳体，所述主体壳体限定第一端部孔口、第二端部孔口和从所述主体壳体的底端延伸到所述主体壳体的顶端的中心腔；以及
主体插塞，所述主体插塞与所述主体壳体的所述中心腔组装在一起并且限定在入口孔口与出口孔口之间的流动路径；
如权利要求1-10和15-20中任一项所述的阀座支架子组件，其中所述阀座支架子组件安置在所述主体壳体中并且固定在所述主体插塞的端面与所述中心腔中的埋头孔之间；以及
提升件，所述提升件与所述阀主体组装在一起并且可在所述主体壳体的所述中心腔中在关闭位置与打开位置之间轴向地移动，在所述关闭位置，所述提升件的径向地延伸的密封表面抵靠所述阀座密封件进行密封以阻止流体流过所述流动路径的所述纵向地延伸的部分，在所述打开位置，所述提升件密封表面与所述阀座密封件轴向地分离以准许流体在所述第一端部孔口与所述第二端部孔口之间流动。
44.如权利要求43所述的阀组件，所述阀组件还包括致动器，所述致动器与所述阀主体组装在一起以用于使所述提升件在所述打开位置与所述关闭位置之间移动。
45.如权利要求44所述的阀组件，其中所述致动器包括：加载机构，所述加载机构被配置为将所述提升件朝所述打开位置和所述关闭位置中的一者偏置；以及感测机构，所述感测机构与所述第一端部孔口流体连通并被配置为当所述第一端部孔口中的流体压力超过设定压力时抵抗所述加载机构移动，以准许所述提升件移动到所述打开位置和所述关闭位置中的另一者。
46.一种提升件子组件，所述提升件子组件包括：
提升件，所述提升件包括安置在轴向地延伸的上杆部分与下杆部分之间的中心部分，所述中心部分限定面向上的径向地延伸的密封部分和面向下的径向地延伸的肩部部分；
保持夹，所述保持夹固定在所述下杆部分的加大的脚部部分上方；以及
提升件弹簧，所述提升件弹簧安置在所述下杆部分周围并且被捕获在所述肩部部分与所述保持夹之间。
47.一种阀，所述阀包括：
阀主体壳体，所述阀主体壳体包括安置在第一端部孔口与第二端部孔口之间的中心孔；
主体插塞，所述主体插塞安装在阀主体的所述中心孔中，使得一个或多个横向流动孔隙中的至少一者与所述第一端部孔口流体连通；
提升件，所述提升件包括安置在轴向地延伸的上杆部分与下杆部分之间的中心部分，所述中心部分限定面向上的径向地延伸的密封部分和面向下的径向地延伸的肩部部分；
保持夹，所述保持夹固定在所述下杆部分的加大的脚部部分上方；以及
提升件弹簧，所述提升件弹簧围绕所述下杆部分安置并且被捕获在所述肩部部分与所述保持夹之间；
其中所述阀主体壳体的所述中心孔中的埋头孔接合所述保持夹以压缩所述提升件弹簧。
48.一种压力调节器，所述压力调节器包括：
阀主体壳体，所述阀主体壳体包括安置在第一端部孔口与第二端部孔口之间的中心孔；主体插塞，所述主体插塞安装在阀主体的所述中心孔中；
提升件，所述提升件包括轴向地延伸的上杆部分和下杆部分以及在所述上杆部分与所述下杆部分之间的径向地延伸的提升件密封部分，其中所述下杆部分收纳在所述主体插塞的中心腔中；以及
阀座支架，所述阀座支架与所述主体插塞组装在一起并且包括中心孔，所述中心孔收纳从中穿过的所述提升件的所述上杆部分，所述阀座支架将阀座密封件保持为与所述提升件密封部分径向对准；
加载机构，所述加载机构与所述阀主体壳体组装在一起并且可操作以对所述提升件施加设定的负载力以使所述提升件向下移动；以及
感测元件，所述感测元件安置在所述加载机构与所述提升件之间以将所述负载力从所述加载机构传递到所述提升件；
其中所述感测元件的下端包括收纳所述提升件的所述上杆部分的加大的头部部分的凹窝，其中所述凹窝被设定大小以准许所述提升件相对于所述感测元件轴向地移动；并且
其中所述压力调节器还包括超程弹簧，所述超程弹簧围绕所述提升件的所述上杆部分安置并且被压缩在所述提升件的肩部部分与所述凹窝的端面之间。
49.一种压力调节器，所述压力调节器包括：
阀主体壳体，所述阀主体壳体包括安置在第一端部孔口与第二端部孔口之间的中心孔；主体插塞，所述主体插塞安装在阀主体的所述中心孔中；
提升件，所述提升件包括轴向地延伸的上杆部分和下杆部分以及在所述上杆部分与所述下杆部分之间的径向地延伸的提升件密封部分，其中所述下杆部分收纳在所述主体插塞的中心腔中；以及
阀座支架，所述阀座支架与所述主体插塞组装在一起并且包括中心孔，所述中心孔收纳从中穿过的所述提升件的所述上杆部分，所述阀座支架将阀座密封件保持为与所述提升件密封部分径向对准；
加载机构，所述加载机构与所述阀主体壳体组装在一起并且可操作以对所述提升件施加设定的负载力以使所述提升件向下移动；以及
感测元件，所述感测元件安置在所述加载机构与所述提升件之间以将所述负载力从所述加载机构传递到所述提升件；
其中所述感测元件的下端包括收纳所述提升件的所述上杆部分的加大的头部部分的凹窝，其中所述凹窝被设定大小以准许所述提升件相对于所述感测元件轴向地移动；并且
其中所述压力调节器还包括超程弹簧，所述超程弹簧围绕所述提升件的所述上杆部分安置并且被压缩在所述提升件的肩部部分与所述凹窝的端面之间。
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